EN 12845 Boru Sürtünme Kaybı: Hazen-Williams Formülü

EN 12845 Madde 13.2.1'in formülü, malzeme bazlı C katsayıları ve sahada en sık yapılan NFPA-EN karışıklığı.

Bir lojistik deposunda hidrolik hesap raporunu açıp tasarımcının C=140 ile mild steel boru hesabı yaptığını gördüğümde işin baştan yanlış olduğunu anladım. Pompa basıncı tam çıkıyordu ama gerçekte boruda C=120 olmalıydı; aradaki yaklaşık %15-20 sürtünme farkı, en uzak sprinklerin EN 12845 minimum 0,7 bar şartını karşılayıp karşılamadığını belirsiz hale getiriyordu. Hazen-Williams basit bir formül gibi görünür; sahada hata kaynağı genelde formülün kendisi değil, içine konan C katsayısı ve iç çap olur.

EN 12845 Madde 13.2.1 — Formülün SI Versiyonu

Standart, sürtünme kaybı hesabını şu formülün altına düşmemek koşuluyla zorunlu kılar:

p = (6,05 × 105 × Q1,85) / (C1,85 × d4,87) × L

Birimler tamamen SI:

• p — boru basınç kaybı, bar
• Q — borudan geçen debi, L/dk
• d — borunun ortalama iç çapı (DN değil), mm
• C — boru türü ve durumuna göre katsayı (Tablo 22)
• L — düz boru + fitting eşdeğer uzunluk toplamı, m

Formül NFPA 13'ün versiyonuyla matematiksel olarak aynıdır; sadece sabit ve birim sistemi farklıdır. NFPA 13 gpm-psi-inç birimleriyle çalışır, EN 12845 L/dk-bar-mm ile. Aynı sayıyı iki sistemde göremezsiniz; birim dönüşümü olmadan formülleri karıştırmak baştan yanlış sonuç üretir.

C Katsayıları — Tablo 22

EN 12845, C değerlerini boru türüne göre Tablo 22'de listeler. Sahada en çok kullanılanları aşağıda özetledim:

Boru türü	C değeri
Mild steel (kaynaklı çelik)	120
Galvanizli çelik	120
Cast iron (dökme demir)	100
Ductile iron (sfero döküm)	110
Spun cement	130
Cement-lined cast iron	130
Stainless steel (paslanmaz)	140
Bakır	140
Cam takviyeli plastik (GRP)	140

Standart not düşer: liste tüketici değildir, üretici belgesi varsa o kullanılabilir. Ama proje raporunda Tablo 22 dışı bir C kullanıldıysa onaylayan otorite kanıt ister.

Yaş / Kuru Sistem Farkı — Sahada Karıştırılan Nokta

NFPA 13 yaş sistem mild steel için C=120, aynı boru kuru sistemde C=100 alınmasını şart koşar; çünkü kuru sistemde su-hava döngüsü iç korozyonu hızlandırır. EN 12845 bu ayrımı yapmaz. Tablo 22 mild steel için tek değer verir: 120. Kuru sistem tasarlıyor olmanız C'yi düşürmez.

Pratik karşılığı şudur: Türkiye'de bir kuru sistemi NFPA mantığıyla C=100 ile hesaplayan bir tasarımcı, EN 12845 onayına gönderdiğinde "fazla muhafazakar" geri dönüş alabilir; tersine NFPA tasarımını EN'in C=120'siyle revize eden tasarımcı, denetim değişikliğinde sürtünme kaybını eksik hesaplamış olur. Hangi standardı uyguladığınızı baştan yazılı netleştirmek gerekir; iki standardın C'sini karıştıran melez hesap kabul görmez.

Hesap Örneği — DN50 Çelik Boru, 100 L/dk, 100 m

Pratik bir saha sorusu: OH-2 bir tesiste sprinklere giden DN50 mild steel hat boyunca 100 L/dk debi taşınıyor; toplam uzunluk (fitting eşdeğerleri dahil) 100 m. Sürtünme kaybı kaç bar?

Verileri yerleştirelim:

• Q = 100 L/dk
• C = 120 (mild steel, Tablo 22)
• d = 54 mm (DN50 mild steel için tipik ortalama iç çap; üretici sertifikasından doğrulanır)
• L = 100 m

Adım adım:

• Q^1,85 = 100^1,85 ≈ 5012
• C^1,85 = 120^1,85 ≈ 7015
• d^4,87 = 54^4,87 ≈ 2,735 × 10⁸

Pay: 6,05 × 10⁵ × 5012 ≈ 3,032 × 10⁹
Payda: 7015 × 2,735 × 10⁸ ≈ 1,919 × 10¹²
Birim sürtünme: p/L ≈ 1,58 × 10^-3 bar/m

100 m hat üzerinde toplam: p ≈ 0,16 bar.

Aynı hat C=100 (NFPA kuru sistem mantığı) ile yapılırsa: 100^1,85/120^1,85 = 5012/7015 = 0,715, yani sürtünme 1/0,715 = 1,40 katı; 100 m'de yaklaşık 0,22 bar olur. Aradaki 0,06 bar fark, bir-iki bina blokunun en uzak sprinklerinde minimum basıncın altına düşmek için yeterli olabilir.

Hız Kontrolü — Aynı Hattın İkinci Sınavı

EN 12845 Madde 13.2.3 gereği hız sınırı: vana/filtre/akış göstergesinde 6 m/s, diğer noktalarda 10 m/s. DN50 (iç çap 54 mm, kesit alanı 2290 mm²) borudan 100 L/dk geçtiğinde hız:

v = (100 / 60) L/s × 1000 cm³/L / 22,90 cm² ≈ 0,73 m/s.

Hız sınırının çok altında. Ancak bu hat OH-3 için 360 L/dk taşıyor olsaydı v ≈ 2,6 m/s; hâlâ güvenli. Sınıra DN25-DN32 hatlar yüksek debi taşımaya zorlandığında ulaşılır; orada sürtünme bombalanır, hız sınırı da delinir.

Fitting Kayıpları — Tablo 23 Mantığı

Madde 13.2.4 fitting kayıplarını eşdeğer düz boru uzunluğu olarak verir. Tablo 23 değerleri C=120 referansıyladır; farklı C için tablo dipnotundaki düzeltme uygulanır. Örnek DN50 için:

• 90° dişli dirsek: 1,5 m
• 90° kaynaklı dirsek (r/d=1,5): 0,69 m
• Standart T (kola akış): 2,9 m
• Tam-açık gate vana: 0,38 m
• Alarm/check valve (swinging): 2,4 m
• Butterfly valve: 2,2 m

Bir DN50 hatta 4 dirsek, 1 T ve 1 alarm valfı varsa eşdeğer uzunluk: 4×1,5 + 2,9 + 2,4 = 11,3 m. Bu, düz boru uzunluğuna eklenir; L = 100 m + 11,3 m = 111,3 m olarak formüle girer. Yukarıdaki 0,16 bar değeri 0,18 bar'a çıkar.

Yaygın Hatalar

• NFPA C tablosunu EN'e taşımak. Bakır için NFPA C=150, EN C=140; aralık küçük gibi görünse de %5 sürtünme farkıdır.
• İç çap yerine nominal çap kullanmak. DN50 yazıp formüle d=50 koyanlar yaklaşık %20 hatalı sonuç üretir; iç çap 54 mm yerine 50 mm girince d^4,87 1,55 katına çıkar, sürtünme aynı oranda düşer.
• Hesabı dengelememek. Madde 13.2.5.2'ye göre döngüde basınç kayıp toplamı (0 ± 1) mbar olmalı, bağlantı noktasında debi toplamı (0 ± 0,1) L/dk olmalı. Kontrol etmeyen yazılım çıktıları reddedilir.
• Hassasiyeti ihmal etmek. Tablo 24 birim hassasiyetlerini sabitler: uzunluk 0,01 m, debi 1,0 L/dk, basınç 1 mbar. Excel'de 5 ondalık basamak göstermek bilimsel görünüm verir ama standart 1 mbar'da kesilmesini ister.
• Hız sınırını unutmak. Sürtünme uygun çıktı diye DN50'yi 600 L/dk için kullanmak, 4,4 m/s'lik hız demektir; vana üzerinde 6 m/s sınırı korunsa bile akış stabilitesi bozulur.

NFPA 13 ile Karşılaştırma

NFPA 13 Hazen-Williams formülü gpm ve psi ile yazılır; sabit 4,52 olur. C tablosu çoğu malzemede EN'e yakın ama farklılıklar var: kuru sistem mild steel C=100 (EN'de 120), bakır C=150 (EN 140), galvanizli çelik C=120 (EN ile aynı). Bir tasarımı NFPA'dan EN'e geçirirken malzeme bazında tek tek C kontrolü gerekir; toplu kabul (her şey 120) hata üretir.

Türkiye Bağı — BYKHY Çerçevesi

BYKHY (Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik) sprinkler hidroliği için somut formül vermez; "ilgili standart hükümleri" der. Pratikte Türkiye projeleri ya NFPA 13 ya EN 12845 referansıyla çizilir; Avrupa kökenli müşteri (özellikle FMCG, otomotiv, ilaç, AB pazarına üreten lojistik) genelde EN 12845 ister. Uygulama firması NFPA refleksiyle C=100'lü kuru sistem hesabı yaparsa EN denetiminde "muhafazakar ama gereksiz büyük çap" geri dönüşü alır; tersi durumda ise sigortacı saha denetimi geç gelir ve sürtünme yetersizliği fark edilirse pompayı büyültmek değil, boru çapını artırmak gerekir, bu da imalat maliyetidir.

Sık Sorulanlar

EN 12845 Hazen-Williams formülünde C katsayısı yaş ve kuru sistemde farklı mı?

Hayır. EN 12845 Madde 13.2.1 ve Tablo 22 boru türüne göre tek bir C verir; yaş/kuru ayrımı yapmaz. Mild steel için C=120 sabittir.

NFPA 13'ün C değerleri ile EN 12845'in C değerleri aynı mı?

Çoğu malzemede yakın ama bazı kalemlerde farklı. NFPA kuru sistem mild steel C=100 alır, EN her durumda 120 alır. Bakır NFPA 150, EN 140; ductile iron NFPA 140, EN 110.

Formüldeki d değeri iç çap mı dış çap mı?

Ortalama iç çap (mm). Nominal çap (DN) değil. DN50 mild steel boruda iç çap 52-54 mm arasında değişir; üretici sertifikasından alınır.

Hız limiti ne, sürtünme hesabıyla nasıl ilişkili?

Madde 13.2.3: vana/filtre/debimetrede 6 m/s, diğer noktalarda 10 m/s. Sürtünme uygun çıksa bile hız sınırını aşan tasarım reddedilir.

Fitting kayıpları nasıl eklenir?

Tablo 23 her fitting için eşdeğer düz boru uzunluğu verir (C=120). Eşdeğer uzunluk düz boru uzunluğuna eklenir, formüldeki L bu toplamdır.

SprinkCalc ile EN 12845 Hesabı

EN 12845 Madde 13.2.1 Hazen-Williams hesabı, malzeme bazlı C seçimi, fitting eşdeğer uzunlukları ve hız kontrolü için SprinkCalc iOS uygulamasını App Store'dan indirebilirsiniz. Tablo 22 ve Tablo 23 değerleri uygulamada hazır gelir.

SprinkCalc'i App Store'dan indir